RÜZGAR ENERJİ SEKTÖRÜNDE KULE ve TEMEL TEKNOLOJİLERİ

Transkript

1 RÜZGAR ENERJİ SEKTÖRÜNDE KULE ve TEMEL TEKNOLOJİLERİ Mert GENÇ, İnş. Y. Müh. Kasım, 2013 İSTANBUL

2 İÇERİK 1) Kule tipleri 2) Kule-temel bağlantı tipleri 3) Temel sistemleri 4) Uygulama örneği 2 / 47

3 İzmir merkezli yapı mühendisliği proje ofisidir. Rüzgar türbini temel tasarımı ve saha kontrollüğü, ve yapısal çelik projelendirme hizmetleri vermektedir. 30 dan fazla rüzgar santrali tecrübesi 2012 yılından itibaren GENSERES ismiyle marka patent başvurusunu yaptı. 3 / 47

4 SUNUM KAPSAMI 1) Kule tipleri 2) Kule-temel bağlantı tipleri 3) Temel sistemleri 4) Uygulama örneği 4 / 47

5 1. KULE TİPLERİ BORU KESİTLİ ÇELİK KULE Tüm yönlerde aynı kesit özellikleri Yüksek burulma rijitliği Göreceli olarak kolay montaj Düşük bakım maliyeti 5 / 47

6 1. KULE TİPLERİ BORU KESİTLİ ÇELİK KULE 15mm 42mm 2.9 m 4 m 2.5 mw hh=80 m türbin 6 / 47

7 1. KULE TİPLERİ KAFES SİSTEM ÖRGÜ KULE (lattice) Daha az çelik malzeme Daha az lojistik gideri Daha az enerji tüketimi Daha küçük temel boyutları Bakım gereksinimi ( bulon 20 yılda 3 kez kontrol! ) Geniş taban çapı ( 7m) Görsellik? 7 / 47

8 1. KULE TİPLERİ HİBRİD KULE (betonarme+çelik) 52m 3 parçalı çelik kısım 30m Ardgermeli prefabrik betonarme kısım 8 / 47

9 1. KULE TİPLERİ HİBRİD KULE (betonarme+çelik) Ön üretimli parçalar 9 / 47

10 1) Kule tipleri 2) Kule-temel bağlantı tipleri 3) Temel sistemleri 4) Uygulama örneği 10 / 47

11 2. KULE TEMEL BAĞLANTI TİPLERİ ANKRAJ SEPETLİ BAĞLANTI Sahada kurulum (donatı montajı öncesi) 11 / 47

12 2. KULE TEMEL BAĞLANTI TİPLERİ ANKRAJ SEPETLİ BAĞLANTI Sahada kurulum (donatı montajı sonrası) 12 / 47

13 2. KULE TEMEL BAĞLANTI TİPLERİ ANKRAJ SEPETLİ BAĞLANTI Türbin tipine göre değişken 13 / 47

14 2. KULE TEMEL BAĞLANTI TİPLERİ ANKRAJ SEPETLİ BAĞLANTI Kot ayar somunları 14 / 47

15 2. KULE TEMEL BAĞLANTI TİPLERİ BAĞLANTI PARÇALI BİRLEŞİM 15 / 47

16 2. KULE TEMEL BAĞLANTI TİPLERİ BAĞLANTI PARÇALI BİRLEŞİM Donatı geçişi 16 / 47

17 2. KULE TEMEL BAĞLANTI TİPLERİ BAĞLANTI PARÇALI BİRLEŞİM Büyük türbinlerde betonda çatlama! 17 / 47

18 2. KULE TEMEL BAĞLANTI TİPLERİ ADAPTÖRLÜ BAĞLANTI Bağlantı parçası + bulon + ankraj plakası 18 / 47

19 1) Kule tipleri 2) Kule-temel bağlantı tipleri 3) Temel sistemleri 4) Uygulama örneği 19 / 47

20 3. TEMEL SİSTEMLERİ PROBLEMİN ZORLUĞU! Bağımsız ve yüksek yapılar Hub yükseklikleri m 2.5 MW lık bir türbinde yaklaşık 400 ton düşey yük Çok yüksek devrilme momentleri Yüksek (e=m / N) oranı 20 yıl boyunca her bir kanat dönüşünde oluşan yükleme-boşaltma çevrimi 20 / 47

21 3. TEMEL SİSTEMLERİ PROBLEMİN ZORLUĞU! TÜRBİN: HAREKET EDEN BİR MAKİNE ZEMİN : + DAVRANIŞI %100 BİLİNMEYEN BİR ORTAM! = TEMEL TASARIMI 21 / 47

22 3. TEMEL SİSTEMLERİ MALİYETLER Karasal Denizaşırı Türbin : %33 %21 Kanatlar : %22 %15 Kule : %20 %13 Temel : %9 %21 Şebeke : %6 %21 Tasarım : %10 % milyon Є/MW milyon Є /MW 22 / 47

23 3. TEMEL SİSTEMLERİ Temel Sistemleri yüzeysel plak grup kazıklı kaya ankrajlı tekil kazıklı 23 / 47

24 3. TEMEL SİSTEMLERİ YÜZEYSEL PLAK TEMEL yüzeysel plak yük aktarım prensibi 24 / 47

25 3. TEMEL SİSTEMLERİ YÜZEYSEL PLAK TEMEL yüzeysel temel donatı düzeni (2.5 mw R80 m hub) 25 / 47

26 3. TEMEL SİSTEMLERİ YÜZEYSEL PLAK TEMEL yüzeysel temel donatı düzeni (2.5 mw R80 m hub) 26 / 47

27 3. TEMEL SİSTEMLERİ DERİN TEMEL (grup kazıklı) 27 / 47

28 3. TEMEL SİSTEMLERİ KAYAYA ANKRAJLI TEMEL 28 / 47

29 3. TEMEL SİSTEMLERİ KAYAYA ANKRAJLI TEMEL 29 / 47

30 1) Kule tipleri 2) Kule-temel bağlantı tipleri 3) Temel sistemleri 4) Uygulama örneği 30 / 47

31 4. UYGULAMA ÖRNEĞİ Statik hesap aşaması YAPILAN TAHKİKLER iç dayanım 1. Alt ve üst ana donatı hesabı 2. Kesme donatısı hesabı 3. Zımbalama kontrolü 4. Çekme bölgesi donatıları 5. Çatlak genişliği kontrolü 6. LSP altında beton basınç gerilmesi kontrolü 7. Grout harcı basınç gerilmesi kontrolü 8. Ankraj plakası üstü basınç gerilmesi kontrolü Tüm hesaplar YORULMA yükleri için tekrarlanır Yaklaşık 50 adet kontrol! 31 / 47

32 4. UYGULAMA ÖRNEĞİ Statik hesap aşaması Donatı YORULMA KONTROLÜ Büküm çapı önemli! 32 / 47

33 4. UYGULAMA ÖRNEĞİ Statik hesap aşaması YAPILAN TAHKİKLER dış dayanım 1. Temel taban basıncı kontrolü 2. Çekme gerilmesi kontrolü 3. Devrilme kontrolü > Kayma kontrolü 5. Oturma kontrolü 6. Dönme rijitliği kontrolü 33 / 47

34 4. UYGULAMA ÖRNEĞİ F devrilme < 1.0! 34 / 47

35 Kullanılan şartnameler 1. Türbin imalatçısı tasarım kriterleri 4. UYGULAMA ÖRNEĞİ 2. Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik, Bayındırlık ve İskan Bakanlığı 3. TS 500: Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları 4. EN ( IEC ) Wind Turbines Part 1: Design Requirements 5. EN : Actions on Structures 6. EN : Design of Concrete Structures 7. EN : 2005 Design of steel structures 8. Eurocode 7: EN : 2004 Geotechnical Design 9. DNV/ Riso Guidelines for Design of Wind Turbines (2nd Edition) 10. EN 206-1: 2006 Concrete Part 1: Specification, performance, production and conformity 11. ACI : Building Code Requirements for Structural Concrete (with particular emphasis on Chapter 15- Footings ) 12. Post Tensioning Institute: Recommendations for Prestressed Rock and Soil Anchors 35 / 47

36 4. UYGULAMA ÖRNEĞİ Temel kazısı / kırımı 36 / 47

37 4. UYGULAMA ÖRNEĞİ Grobeton dökümü 37 / 47

38 4. UYGULAMA ÖRNEĞİ Ankraj sepeti kurulumu 38 / 47

39 4. UYGULAMA ÖRNEĞİ Alt donatı + pedestal donatı montajı 39 / 47

40 4. UYGULAMA ÖRNEĞİ Sehpa/kesme donatısı montajı 40 / 47

41 4. UYGULAMA ÖRNEĞİ Üst donatı montajı 41 / 47

42 4. UYGULAMA ÖRNEĞİ Kablo boruları 42 / 47

43 4. UYGULAMA ÖRNEĞİ Betonlama 43 / 47

44 4. UYGULAMA ÖRNEĞİ C35/45 Çap 19-20m Beton 450 m 3 C30/37 44 / 47

45 4. UYGULAMA ÖRNEĞİ Geri dolgu 45 / 47

46 4. UYGULAMA ÖRNEĞİ Groutlama + torklama 46 / 47

47 TEŞEKKÜRLER 47 / 47